[發明專利]一種波浪能發電系統及發電控制方法

有效

• 申請號: 202310195152.0
• 申請日: 2023-03-03
• 公開（公告）號: CN115875183B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 王春澍;楊奉儒;韓艷
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18;F03B15/00
• 代理公司: 北京翔石知識產權代理事務所(普通合伙) 11816
• 代理人: 劉翔

1.一種波浪能發電系統，其特征在于，包括：

浪涌感知單元，其通過利用海浪的機械能帶動設置在海面的浮子進行運動以將海浪的機械能轉化為浮子的第一運動；

傳動單元，其與所述浪涌感知單元相連，用以限定浮子在第一方向的運動以將浮子的第一運動轉化為第一規則運動，并將所述浮子的第一規則運動轉化為用以發電的第二規則運動，以及，通過設置有調整第一規則運動與第二規則運動之間轉化參數的機構以使浮子的第一規則運動的運動周期降低；

發電單元，其與所述傳動單元相連，用以利用所述第二規則運動產生的機械能進行發電；

海浪監測單元，其用以按設定的采集周期檢測所述浪涌感知單元所處海域的海浪參數；

調諧控制單元，其分別與所述浪涌感知單元、所述傳動單元、海浪監測單元以及所述發電單元相連，用以根據所述海浪參數確定發電單元的理論電能存儲量，并在調諧開啟條件下根據浮子振動頻率與當前海面海浪頻率的差值與預設頻率差值的比對結果確定對傳動單元的調節方式，以及，在浪高調諧條件下根據當前海浪高度調節所述浮子與海浪接觸的接觸面的角度以提高第一規則運動的機械能；

其中，所述第一運動為無規則運動，所述第一規則運動為往復運動，所述第二規則運動用以驅動所述發電單元進行發電，所述調諧開啟條件為判定所述波浪能發電系統的發電量不符合標準，所述海浪參數包括海面海浪周期和浪高；

所述傳動單元包括：

第一傳動桿，其一端與所述浪涌感知單元相連，用以限定浮子在所述第一方向的運動以將浮子的第一運動轉化為第一規則運動；

傳動鉸鏈，其與第一傳動桿遠離所述浪涌感知單元的一端相連，用以將所述浮子的第一規則運動轉化為用以發電的第二規則運動；

第二傳動桿，其一端與所述傳動鉸鏈相連，且其另一端與所述發電單元相連，用以將所述第二規則運動產生的機械能傳送至發電單元；

緩沖裝置，其與所述第一傳動桿相連并位于所述傳動鉸鏈與所述浮子之間，用以通過改變與浮子之間的相對距離調整浮子第一規則運動的振動頻率；

所述第一運動方向為沿所述第一傳動桿的長度方向。

2.根據權利要求1所述的波浪能發電系統，其特征在于，所述浮子與所述第一傳動桿之間通過角度調整組件相連，角度調整組件通過調節所述浮子與第一傳動桿的角度以改變浮子與海平面間的相對角度，并且，浮子內部設有光伏光柵振動傳感器，用以檢測浮子的振動頻率。

3.一種使用權利要求1至2中任一權利要求所述的波浪能發電系統的發電控制方法，其特征在于，包括：

調諧控制單元周期性地將發電單元的實際電能存儲量與理論電能存儲量進行比對以判定波浪能發電系統的發電量是否符合標準；

調諧控制單元在波浪能發電系統的發電量不符合標準時，根據浮子振動頻率與當前海面海浪頻率的差值確定是否對緩沖裝置的位置進行調節；

調諧控制單元在判定無需對緩沖裝置進行調節時根據海浪高度與預設海浪高度的比對結果判定是否對浮子的浪涌迎接面的角度進行調節；

所述調諧控制單元在工作檢測條件下根據單個電能檢測周期中發電單元的實際電能存儲量Q與理論電能存儲量進行比對以判定波浪能發電系統的發電量是否符合標準，調諧控制單元將理論電能存儲量記為Q0，其中，0＜Q0；

若Q≤Q0，所述調諧控制單元判定所述波浪能發電系統的發電量不符合標準；

若Q0＜Q，所述調諧控制單元判定所述波浪能發電系統的發電量符合標準；

其中，所述工作檢測條件為所述波浪能發電系統運行。

4.根據權利要求3所述的發電控制方法，其特征在于，所述調諧控制單元中理論電能存儲量Q0根據海浪表征參數S確定，其中，Q0＝U×S×β，其中，Ya為當前海面海浪周期在電能檢測周期內的平均值，α1為周期特征系數，Yb為當前海面平均浪高，α2為浪高特征系數，β為電能轉換系數，U為電能檢測周期，0＜α2＜α1，0＜β，0＜U；

其中，所述海面海浪周期為浮子內光柵光伏振動傳感器每次檢測到振動的間隔時長。